meshing quadrangle dominant untuk element shell di SALOME

2016-11-30-21_45_28-edit-mesh_sub-mesh

representasi model analisa struktur yg cukup cepat adalah dengan menggunakan element shell tanpa mengabaikan ketelitian hasil. element jenis triangle linear banyak menunjukan kurang akurat, perlu mesh yg sangat halus untuk mencapai konvergensi. pada program SALOME-CAD/CAE sudah diberikan auto-mesher yg dapat didominasi quadrangle sehingga dapat meningkatkan akurasi dan mereduksi computational cost. algorithma quad-dominate yg dihasilkan dari program mesher Netgen 1D/2D cukup banyak membantu untuk pemodelan dgn menggunakan element shell, akan lebih baik juga dengan digunakan jenis element yang quadratic bukan linear.

2016-11-30-21_47_56-hypothesis-construction

element jenis linear triangle kurang baik perilakunya terutama pada masalah atau keadaan terjadi lentur. untuk menghasilkan mesh yg dominasi quadrangle, pastikan aktif pada checkbox “Allow Quadrangle”. sehingga hasil mesh hanya akan sedikit saja jenis element yg triangle, ini biasanya kisaran 5% s/d 10% saja dan bisa lebih tergantng kompleksitas model.

2016-11-30 21_48_42-Hypothesis Construction.png

jika ingin mereduksi jumlah nodes/element/DoF’s dapat diterapkan penggunaan mesh refinement cukup pada daerah konsentrasi tegangan saja, hal ini dapat ditemph dengan menggunakan feature local mesh refinement. penghalusan dapat diterapkan pada nodes/vertex atau lainnya yaitu garis tepian (edge) dan sub-permukaan.

diperlukan penentuan pemisah atau partisi untuk batas keadaan misal element properties (material,thickness) kondisi batas: beban dan tumpuan, dll. object bantu partisi tersebut dapat berupa garis/edge atau bidang/plane. berikut beberapa contoh model object dan hasil meshing metode tersebut.

contoh (1) pelat pesegi panjang

2016-11-30-21_46_11

2016-11-30-22_32_09

2016-12-01-19_41_41-mesh-information

2016-11-30-22_36_41

contoh (2) pelat berlubang

2016-11-30-21_47_14

uniform meshing,

2016-11-30-21_49_15

with local mesh refinement,

2016-11-30-21_52_58

2016-11-30-21_53_57

mesh quality check,

2016-11-30-21_54_56

2016-11-30-21_56_08

penjelasan merujuk dokumentasi bawaannya,

2016-11-30-21_58_59-help-browser-salome-mesh-users-guide_-aspect-ratio

(sumber: EDF R&D, 2013)

contoh (3) tambahan adanya bidang tegak-lurusnya

2016-11-30-22_43_12

2016-11-30-22_08_18

2016-12-01-19_42_48-mesh-information

perlu penentuan orientasi top/bottom face dari element shell,

2016-11-30-22_10_52object dilihat dari sisi bawah,

2016-11-30-22_11_11

contoh (4) pertemuan bidang pesegi dengan tabung (quarter models)

2016-12-03-04_34_25

meshing dgn penghalusan daerah pertemuan,

2016-12-03-04_31_15

2016-12-03-04_33_54

contoh (5) pelat tumpuan batang pipa (baseplate/endplate)

2016-12-03-04_59_31

2016-12-03-04_49_09

2016-12-03-04_47_48-mesh-computation-succeed

hasil dgn penghalusan mesh daerah pertemuan,

2016-12-03-04_52_24

contoh (5) perkuatan balok WF berlubang

2016-12-05-20_02_57

2016-12-05-20_01_34

2016-12-05-20_09_56

penghalusan pias pembagi (mesh refinement)

2016-12-05-20_11_25

contoh (6) castellated beams

hexagonal,

2016-12-06-05_28_53

2016-12-06-05_31_08

mesh refinement daerah konsentrasi tegangan akibat aksi vierendel,

2016-12-06-13_27_32-refine

 

 

2016-12-06-13_29_24

circular,

2016-12-06-23_22_43

2016-12-06-23_23_12

2016-12-06-23_25_11

2016-12-06-23_25_36

contoh (7) tubular steel connection

2016-11-30-22_27_58

penghapusan bidang daerah overlaps,

2016-12-01-19_51_23

2016-12-01-19_46_02-mesh-information

2016-11-30-22_27_31

2016-12-01-19_45_34

dilakukan konversi hasil mesh dan group menggunakan program bantu UNICAL, agar dapat terbaca dengan program Abaqus/CalculiX

2016-11-30-05_42_07-command-prompt

hasil setelah di konversi,

2016-11-30-13_06_29-calculix-graphix

tampilan warna dari group element dan nodes yg sudah sya tentukan sebelumnya,

2016-11-30-13_09_38-calculix-graphix

pembesaran tampilan daerah pertemuan,

2016-11-30-14_05_45-calculix-graphix

contoh (8) hollow rectangle truss connection

2016-12-01-19_27_49

penghapusan bidang daerah overlaps,

2016-12-01-19_52_02

berikut hasil mesh, belum dilakukan sub-mesh untuk local refinement pada daerah pertemua.

2016-12-01-19_31_23

informasi hasil meshing,

2016-12-01 19_30_09-Mesh Information.png

mesh quality check,

2016-12-01-19_26_08

2016-12-01-19_24_22

hasil setelah dikonversi dari format I-DEAS UNV menjadi Abaqus/CalculiX INP,

2016-12-01-20_06_40-calculix-graphix

2016-12-01-20_07_09-calculix-graphix

bagaimana jika memodelkan analisa secara full (?) terlihat memungkinkan dengan modeling dan meshing di program bantu SALOME-CAD/CAE serta solver FE menggunakan element shell continuum di CalculiX.

2016-12-03-05_46_48

2016-12-03-05_47_55

pembuatan model dengan element shell di SALOME-CAD/CAE cukup mudah dan cepat karena object hanya dibentuk dari profil wire kemudian dilakukan extrude mengacu pada garis/path. untuk menghilangkan bidang daereah overlaps juga cukup mudah proses dengan adanya feature partisi dan explode selain pada bagian tertentu yg akan dihapus tersebut. sehingga tentnya sangat membantu pengguna (user) untuk study perilaku pada struktur yg cukup kompleks/rumit karena adanya kelengkungan dan pertemuan (intersection).

ada sedikit kekurangan dari penggunaan element shell selain masalah distribusi tegangan setinggi tebal element jika menggunakan jenis element shell conventional/classic, kesulitan juga untuk penentuan bidang kontak antar pelat karena adanya definisi permukaan bidang atas (top) dan bawah (bottom). nanti dilain kesempatan sya akan coba dan tulis penentuan contact tsb pada program CalculiX dengan element shell continuum, lalu dibandingkan dengan hasil penggunaan selement solid. walau ini diperkirakan tidak berbeda jauh karena element shell continuum di CalculiX merupkan expanded menjadi solid element, akurasi terletak pada keadaan pertemuan antar element shell tersebut yg mana pengguna (user) diberikan kesempatan pada penentuan nilai offset dan nodal thickness shell element tersebut.